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Título: Sistema polimérico à base de PVC : MEH-PPV visando aplicação em dosimetria tridimensional.
Autor(es): Murase, Mariane Satomi Weber
Orientador(es): Bianchi, Rrodrigo Fernando
Palavras-chave: Radiação - dosimetria
Polímeros
Data do documento: 2015
Membros da banca: Bianchi, Rrodrigo Fernando
Santos, Orlando David Henrique dos
Faria, Roberto Mendonça
Referência: MURASE, Mariane Satomi Weber. Sistema polimérico à base de PVC : MEH-PPV visando aplicação em dosimetria tridimensional. 2015. 98f. Dissertação (Mestrado em Ciências – Física de Materiais) – Instituto de Ciências Exatas e Biológicas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2015.
Resumo: A crescente utilização da radiação faz com que géis poliméricos em dosimetria tridimensional venham sendo cada vez mais estudados. Contudo, estes materiais apresentam algumas limitações como a complexidade da leitura da distribuição de dose. Neste contexto, este trabalho teve por objetivo obter um novo sistema luminescente que responda à radiação e tenha tanto potencial para uso em dosimetria tridimensional, quanto facilidade de leitura e acompanhamento da dose em tempo real. Para tanto, amostras de policloreto de vinila (PVC), plastificante [diisononil ciclohexano-1,2-dicarboxilato (DINCH)] e poli[2-metóxi,5-(2’etil- hexiloxi)-p-fenilenovileno (MEH-PPV) foram produzidas e expostas à luz azul (λmáx ~460 nm),para análise das curvas de resposta dose-cor dos materiais e radiação gama (~1,25 MeV), para prova de conceito. A análise termo-dinâmico-mecânica dos sistemas PVC:DINCH, realizada de -95 ºC até 100 ºC, mostrou que a adição de plastificante diminui a temperatura de transição vítrea do sistema de ca. 46 ºC para ca. -76 ºC, enquanto análises termogravimétricas, por sua vez, mostram que a presença do DINCH reduz a concentração do solvente residual consideravelmente e aumenta a perda de massa de ca. 76% para 100% no processo de degradação. Consequentemente, as análises sugerem que a adição de DINCH afasta as cadeias moleculares do polímero e aumenta sua flexibilidade e sua capacidade de moldagem. Esse último, um pré requisito para a fabricação de Phantons Físicos, utilizados como instrumentos para simulação de órgãos e tecidos do corpo humano em radiologia e radioterapia. Em relação à resposta do sistema à luz azul, observa-se que o PVC:DINCH:MEH-PPV apresenta alteração de cor gradativa do vermelho ao incolor, passando pelo laranja e amarelo, dependente da dose administrada. Esta alteração foi observada tanto superficialmente quanto no volume do sistema e é oriunda de deslocamentos dos espectros de absorção e luminescência para menores comprimentos de onda, bem como da diminuição de suas respectivas intensidades. Resultados prévios também mostraram que o sistema responde oticamente à radiação gama (~1,25 MeV) de 0 a 100 kGy. Portanto, os resultados obtidos mostram que o sistema PVC:DINCH:MEH-PPV pode ser moldado em formas tridimensionais e apresenta resposta ótica induzida pela radiação. Consequentemente, o sistema apresenta-se como um material novo e promissor para uso em dosimetria tridimensional.
Resumo em outra língua: Polymeric gels have been studied for use in tridimensional dosimetry due to the increased use of radiation in many fields. However, these materials have some limitations such as the complexity of the reading of dose distribution. In this context, the study’s purpose was a new luminescent system which responds to radiation and has potential for use in three-dimensional dosimetry as an easy readability for monitoring the dose in real time. Therefore, samples of polyvinyl chloride (PVC), plasticizer [diisononyl cyclohexane-1,2-dicarboxylate (DINCH)] and poly[2-methoxy,5-(2'etil-hexyloxy)-p-fenilenovileno (MEH-PPV) were produced and exposed to blue light (λmax ~ 460 nm), for analysis of the color-dose related curves and gamma radiation (~1,25 MeV) for proof of concept. The dynamic mechanical thermal analysis of PVC:DINCH samples was performed from -95 °C to 100 ºC and it showed that the addition of plasticizer reduces the glass transition temperature of the system from 46 °C to - 76° C. Thermogravimetric analysis shows that presence of DINCH reduces considerably the concentration of the residual solvent and increases the weight loss from 76% to 100% in the degradation process. Consequently, the analysis suggest that the addition of DINCH separate the molecular chains of the polymer and increases the flexibility and the molding capacity of the system. This capacity is a requirement for fabrication of Physical Phantons used as tools for simulation of the human body and tissues in radiology and radiation therapy. The systems was exposed to blue light which is the radiation used in neonatal phototherapy. It was observed that the PVC:DINCH:MEH-PPV presents gradual color change from red to colorless depending on the dose administered. This alteration was observed in surface as well as in the system volume and it was derived from shifts of the absorption and luminescence spectra to shorter wavelength and reduction of their respective intensities. Previous results showed that the system also responds to gamma radiation (0 to 100 kGy). Thereby, the results obtained show that PVC:DINCH:MEH-PPV system can be molded into three-dimensional shapes and presents optical response induced by radiation. Therefore this material appears as a promising new material for use in three-dimensional dosimetry.
Descrição: Programa de Pós-Graduação em Ciências – Física de Materiais. Departamento de Física, Instituto de Ciências Exatas e Biológicas, Universidade Federal de Ouro Preto.
URI: http://www.repositorio.ufop.br/handle/123456789/7110
Licença: Autorização concedida ao Repositório Institucional da UFOP pelo autor, 14/10/2016, com as seguintes condições: disponível sob Licença Creative Commons 4.0, que permite copiar, distribuir e transmitir o trabalho, desde que seja citado o autor e licenciante. Não permite o uso para fins comerciais nem a adaptação desta.
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